2015-08-19

創用 CC 授權條款

Function / Program in R

Program：

程式：

資料 or 資料結構





Data Structure:

剛剛上一位講者： Ning 已經教過了，忘了要記得複習喔!

小小複習一下：


numeric1 = c(2, 3, 5) 

string1 = c("aa", "bb", "cc") 

boolean1 = c(TRUE, FALSE, TRUE) 

data1 = data.frame(numeric1, string1, boolean1)


##   number1 string1 boolean1
## 1       2      aa     TRUE
## 2       3      bb    FALSE
## 3       5      cc     TRUE

什麼叫程式





目的是用來處理「特定資料」，

根據演算法將多個函式或是指令組成的集合


簡單說，寫一個程式，其實和 寫一段文章，或是一篇小說差不多，

Function 或 演算法





數學上叫函數，


程式語言中叫函式

為什麼要用function：



1. 可以把相同「目的」指令和資料整理在一起


2. 可重複使用


3. 可方便程式的閱讀


by 民明書房 Noah

function的用法：

可用R來查詢定義：




?function(){}

用法：




函式名稱 = function(引數) {

　　程式的內容........

}

愛護生命，建議千萬不要用中文當作變數及函式名字，現在出現中文只是用來說明

範例1：Hello World

第一個R的程式：





請在R 中顯示：Hello World, R

Hello World







　　print("Hello World, R")

Hello World





helloworld <- function(){

　　print("Hello World, R")

}

範例：可以帶入變數


helloworld <- function(my_name){

  print(paste("Hello World,", my_name))
}
執行： 

helloworld("DSC2015")


## [1] "Hello World, DSC2015"

helloworld：函式名稱，
my_name：此函式所帶入的參數，

範例2：

顯示現在的時間：


print("現在的時間和日期是：")

print(date())



## [1] "現在的時間和日期是："
## [1] "Wed Aug 19 07:29:22 2015"

分別顯示現在的日期和時間：


    print("現在的日期是：")
    print(paste(substr(date(),21,24), substr(date(),5,10), substr(date(),1,3)))


## [1] "現在的日期是："
## [1] "2015 Aug 19 Wed"

    print("現在的時間是：")
    print(substr(date(),12,19))


## [1] "現在的時間是："
## [1] "07:29:22"

用一個名字將上面的程式包起來


now1 <- function(){

    print("現在的日期是：")
    print(paste(substr(date(),21,24), substr(date(),5,10), substr(date(),1,3)))
    print("現在的時間是：")
    print(substr(date(),12,19))
}

使用function

在console下輸入指定的名稱和括號： 

now_time()


## [1] "現在的日期是："
## [1] "2015 Aug 19 Wed"
## [1] "現在的時間是："
## [1] "07:29:22"

程式儲存及執行

用R studio 或用文字編輯器存成.R檔

執行R程式：

用source指令： 

source("iris.r")

Q & A

課程預告：

課程預告：

ETL(Extract, Transform and Load ) on R, by Aha

課程預告：

ETL(Extract, Transform and Load ) on R, by Aha

R Visualzation : using ggplot2, by Mansun/Ben/Kyle

課程預告：

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R 火力展示 / 閃電秀, by c3h3

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R 火力展示 / 閃電秀, by c3h3

R 專題實習 , by wush

END…..?

現在已經把R的基本的function和data都介紹完了，

相信有不少人應該可以自豪的說：學了R以後，

那….我來幹嘛？

泛舟嗎？

讓我們來寫一些 R 的程式吧！~

對了，

如果課程中有任何問題都可以問助教，
R社群最神奇的地方就是：







助教什麼都會!

貼心小提醒1：

遇到不會的指令可以用下面方法查詢：

『？』＋『指令』

『example』『（』＋『指令』＋『）』

ex: 

?list
example(factor)

貼心小提醒2：







善用「tab」按鍵

Syllabus

Syllabus1:


Function


編輯撰寫屬於你的第一個R程式

Syllabus2:

Flow Control


判斷條件控制 

 - if / else 




迴圈控制 

 - for(), 

 - while(),

Syllabus3:

Debug and Error/Exception Handling


- 除錯（找蟲）

 - debug() / undebug() 




程式錯誤及例外處理

try() / tryCatch()

Flow Control：程式流程控制：

if / else:

==> 如果xxxx，那就xxxx，否則xxxx


Syntex:

    if (condition_1){
        #Do something here....
    } else if (conditon_2){
        #Do something here
    } else {
        #Do something here
    }


Note: **else if** and **else** are optional.

邏輯：




[TRUE] or [T]





[FALSE] or [F]

if /else 邏輯判斷符號

"=="：等於 

"1" == "1"



[1] TRUE



"1" == "2"



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

"<="：小於等於 

"1" <= "1"



[1] TRUE



"1" <= "2"



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

"<"：小於 

"1" < "2"



[1] TRUE



"1" < "1"



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

">="：大於等於 

"1" >= "1"



[1] TRUE



"1" >= "2"



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

">"：大於 

"2" > "1"



[1] TRUE



"1" > "1"



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

"!="：不等於 

"2" != "1"



[1] TRUE



"1" != "1"



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

"&"：邏輯中的「且」 或「and」 

"1" == "1" && "2" == "2"



[1] TRUE



("1" == "2")  &&  ("2" == "2")



[1] FALSE

if / else 邏輯判斷符號

"|"：邏輯中的「或」 或「or」 

("1" == "1")  ||  ("2" == "2")



[1] TRUE



("1" == "2")  ||  ("2" == "2")



[1] TRUE



("1" == "2")  ||  ("2" == "3")



[1] FALSE

那會了if和邏輯符號，可以怎麼用？

範例：小明看電影

小明現在6歲，電影小小兵是保護級，

那小明可不可以看電影小小兵？

用一般的方法說：




如果小明滿7歲的話，那就可以看小小兵，如果沒有的話，那就不能看。

條件判斷1

1. 小明6歲


小明 = 6

2. 保護級條件：

未滿7歲之兒童不宜觀賞，
7歲以上未滿12歲之少年需父母或師長輔導觀賞。 

不能看
保護級年紀規定 = 大於等於7歲，而且也要小於12歲

保護級最低年紀規定 = 大於等於7歲

保護級需要父母陪同的最高年紀規定 =  小於12歲

保護級不需要父母陪同的年紀規定 =  12歲以上

如果小明>7歲的話：


if (小明 >= 保護級最低年紀規定){
    print(可以看)
}"

如果小明<7歲的話：


if (小明 < 保護級最低年紀規定){
print(就是不讓你看)
}

那就寫成程式吧：

註：愛護生命，變數請一定用英文


小明 = 7;
保護級最低年紀 = 7;
if(小明 > 保護級最低年紀) {
  print("YES, 小明 可以看~~")
}

[1] 小明可以看 


if(小明 < 保護級最低年紀) {
  print("NO, T_T 小明 不能看")
}

[1] __________

我知道上面的例子有點簡單，

範例：閏年

請判斷輸入的年份是不是閏年？


目前使用的格里曆閏年規則如下：


西元年份除以400可整除=閏年。

西元年份除以4可整除但除以100不可整除=閏年。

西元年份除以4不可整除=平年。

西元年份除以100可整除但除以400不可整除=平年
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%97%B0%E5%B9%B4

^^ 由小道大 (先判斷小圈圈)) ︿︿由大道小 （先判斷大圈圈）

step1: 年份除以400可整除=閏年

假設年份為2015年


『如果』 『年份』 『除以』 『400』 『餘數等於』 『0』 


『等於』『閏年』

變成程式的話就是：





如果（（年份 對後數取餘數 400） 等於 0）{ 


  是不是閏年 = 是 


}

變成程式的話就是：





if （（year    %%       400）  == 0）{ 


  lear_year = TRUE 


}

step2：西元年份除以4可整除，但除以100可整除=不是閏年。

可以用or


if((year %% 4) == 0){ 


  print("Leap year") 

}


if((year %% 100) == 0){ 


  print("NOT leap year") 

}

咦？好像有地方怪怪的

除以4可整除，那除以100一定也可以整除啊

else()出現了


if ((year1 %% 4)==0){ 

    if ((year1 %% 100)==0){ 

          print("NOT leap year") 

    } else { 

      print("Leap year") 

    } 
}

step4：西元年份除以100可整除，但除以400不可整除=不是閏年。

聰明的各位應該發現到這邊有好幾個判斷出現了，

還記得前面講過有四個條件嗎？


if ((year1 %% 4)==0){
  if ((year1 %% 100)==0){
    if ((year1 %% 400)==0)
      print("Leap year")
    else
      print("Not leap year")
  } else {
    print("Leap year")
  }
} else {
  print("Not leap year")
}

遊戲時間

猜數字

  1. 猜數字的小遊戲

  2. 猜幾A幾B的遊戲

  3. 讓電腦比賽猜幾A幾B的遊戲 (還在研究中)

  4. 圈叉遊戲

  5. 五子旗

︿︿舉例：如果要判斷100個年份 # 迴圈

迴圈說明

某個動作重複做多少次，可減少重複寫code的時間

迴圈使用的時機

1. 重複有限次數 (for loop)

2. 重複次數不能確定 (while loop)

3. 重複無限次數 (while loop)

for 迴圈

1. 開始條件


2. 次數累計


3. 停止條件

for()

for (累進變數 in 開始條件：終止條件 )


for(x in 1:10) {
  print(x)
}


## [1] 1
## [1] 2
## [1] 3
## [1] 4
## [1] 5
## [1] 6
## [1] 7
## [1] 8
## [1] 9
## [1] 10

for(): ex2

for ( 累進變數 in 向量 )


c1 = c(1:10)
for(x in c1) {
  print(x)
}


## [1] 1
## [1] 2
## [1] 3
## [1] 4
## [1] 5
## [1] 6
## [1] 7
## [1] 8
## [1] 9
## [1] 10

while()

while (條件不成立的話，就停止)


while(判斷式) {}


如果判斷式不成立就停止，否則一直執行迴圈的程式

最簡單的無限迴圈





while(1){

    print("I love R")   

}

break:

當進入迴圈時，如果想離開迴圈的話，這時後可以用break跳出迴圈

會了for，可以怎麼用？

這是copy-paste沒錯

算有多少個閏年

請說明一段時間內，有多少年是閏年

提醒：可以用for來持續檢查某一年是否是閏年，例如：開始年：1000，結束年：2015 



for(年 in 開始年:結束年){ 


  判斷是否是閏年 


  如果是閏年則次數 ＋ 1

}

用之前講的判斷式


yearS = 1000 # 或是可以輸入：as.integer(readline("input start year:")) 來自己輸入開始年
yearE = 2015 # 或是可以輸入：as.integer(readline("input end year:")) 來輸入結束年
year_cnt=0



for (n in yearS:yearE){ 
    if ((year1 %% 4)==0){
        if ((year1 %% 100)==0){
            if ((year1 %% 400)==0)
                is_leap_year = TRUE
            else
                is_leap_year = FALSE
            } else {
                is_leap_year = TRUE
            }
        } else {
        is_leap_year = FALSE
    }   
    if (is_leap_year == TRUE)
    year_cnt = year_cnt + 1 
  }
}
paste("總共有：", year_cnt," 個閏年")


## [1] "總共有： 246  個閏年"

範例：閏年判斷程式：

把之前的閏年判斷包成函式：leap_year()


leap_year = function(year1){
    if ((year1 %% 4)==0){
      if ((year1 %% 100)==0){
        if ((year1 %% 400)==0)
          return TRUE   # 是閏年
        else
          return FALSE  # 不是閏年
      } else {
        return TRUE     # 是閏年
      }
    } else {
      return FALSE      # 不是閏年
    }
}

把 leap_year()放到for迴圈中


yearS = 1000 # 或是可以輸入：as.integer(readline("input start year:")) 來自己輸入開始年
yearE = 2015 # 或是可以輸入：as.integer(readline("input end year:")) 來輸入結束年
year_cnt=0



for (n in yearS:yearE){
  if (leap_year(n)){
    year_cnt = year_cnt+1
  }
}
paste("總共有:", year_cnt," 個閏年")


## [1] "總共有:   個閏年"

延伸題目：

除了多少年之外，還想知道想知道哪些年是閏年

Debug：除錯

為什麼要除錯:

每天都在問神奇海螺

E=(MC)^2

人都可能被劈腿，手一定有機會出鎚，

Debug 常用指令：





debug(fun) 




undebug(fun)

使用方法：


debug(now_time) 


now_time() 


undebug(now_time)

測試：

用debug來測試前面好的閏年程式：leap_year()

Error / Exception Handling：錯誤管理

Error/Exception Handling

輸入範例 

inputs = list(1, 2, 4, -5, 'oops', 0, 10) 


for(input in inputs) { 


  print(paste("log of", input, "=", log(input))) 

}

輸出結果：Error


[1] "log of 1 = 0"
[1] "log of 2 = 0.693147180559945"
[1] "log of 4 = 1.38629436111989"
[1] "log of -5 = NaN"



Error in log(input) : non-numeric argument 
to mathematical function
此外: Warning message:
In log(input) : 產生了 NaNs

RBlogger的範例：

http://www.r-bloggers.com/error-handling-in-r/

Error Handling: try()


inputs = list(1, 2, 4, -5, 'oops', 0, 10)

for(input in inputs) {

  try(print(paste("log of", input, "=", log(input))))
}


## [1] "log of 1 = 0"
## [1] "log of 2 = 0.693147180559945"
## [1] "log of 4 = 1.38629436111989"
## Warning in log(input): NaNs produced
## [1] "log of -5 = NaN"
## [1] "log of 0 = -Inf"
## [1] "log of 10 = 2.30258509299405"

Error Handling: 使用tryCatch()來顯示錯誤

data_in = list(1, 2, 4, -5, 'oops', 0, 10)

func_error = function(e){
    print("this is a ERROR!!!")
}
func_warning = function(w){
    print("just a wraning")
}
for(input in data_in) {
  tryCatch(print(paste("log of", input, "=", log(input))),
  warning = func_warning ,   error = func_error)
}
## [1] "log of 1 = 0"
## [1] "log of 2 = 0.693147180559945"
## [1] "log of 4 = 1.38629436111989"
## [1] "just a wraning"
## [1] "this is a ERROR!!!"
## [1] "log of 0 = -Inf"
## [1] "log of 10 = 2.30258509299405"

小天使複習班：

R常用指令1

R常用指令2

小提醒：data.frame()


num1 = c(2, 3, 5) 


str1 = c("aa", "bb", "cc")


logic1 = c(TRUE, FALSE, TRUE) 


df1 = data.frame(num1, str1, logic1) 


# df1表示把data.frame()括號內的資料結合成為data.frame型態


##   num1 str1 logic1
## 1    2   aa   TRUE
## 2    3   bb  FALSE
## 3    5   cc   TRUE

比較c() vs data.frame()


num1 = c(2, 3, 5) 


str1 = c("aa", "bb", "cc")


logic1 = c(TRUE, FALSE, TRUE) 


df2 = c(num1, str1, logic1)  


# df2表示為c()括號中向量資料的結合


## [1] "2"     "3"     "5"     "aa"    "bb"    "cc"    "TRUE"  "FALSE" "TRUE"

比較rbind() vs data.frame()


num1 = c(2, 3, 5) 


str1 = c("aa", "bb", "cc")


logic1 = c(TRUE, FALSE, TRUE) 


df3 = rbind(num1, str1, logic1) 
 
# df3表示為rbind()括號中資料的結合


##        [,1]   [,2]    [,3]  
## num1   "2"    "3"     "5"   
## str1   "aa"   "bb"    "cc"  
## logic1 "TRUE" "FALSE" "TRUE"

小提醒：讀取檔案、表格：

讀取R檔並執行

如果想讀取儲存在硬碟的R檔的話，可以用source指令：


source("iris.r")

讀取CSV

CSV:（Comma-separated values：逗號分隔數值）

表格名稱 = read.csv("讀取的檔案")


iris_csv = read.csv("iris.csv") 


View(iris_csv)

一般文字表格

表格名稱 = read.table("讀取的檔案")


iris_tab = read.table("iris.txt")


View(iris_tab)

其他檔案：如excel等

表格名稱 = read.xls("讀取的檔案")

注意：這個需要額外的套件來支援excel格式，請先執行：library(gdata)
注意2：gdata套件的read.xls只能讀excel檔案中第一頁sheet，


library(gdata)


iris_xls = read.xls("iris.xls")


View(iris_xls)

課程再預告

課程預告：

ETL(Extract, Transform and Load ) on R, by Aha

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ETL(Extract, Transform and Load ) on R, by Aha

R Visualzation : using ggplot2, by Mansun/Ben/Kyle

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ETL(Extract, Transform and Load ) on R, by Aha

R Visualzation : using ggplot2, by Mansun/Ben/Kyle

R 火力展示 / 閃電秀, by c3h3

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R Visualzation : using ggplot2, by Mansun/Ben/Kyle

R 火力展示 / 閃電秀, by c3h3

R 專題實習 , by wush

Q & A

END！